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鋰電池防爆試驗(yàn)箱廠(chǎng)家詳解鋰離子電池原理點(diǎn)擊次數(shù):1565 更新時(shí)間:2015-06-01

一、鋰離子電池的正極構(gòu)造
 
    LiCoO2(鈷酸鋰)+導(dǎo)電劑(乙炔黑)+粘合劑(PVDF)+集流體(鋁箔)正極

二、鋰離子電池的負(fù)極構(gòu)造

    石墨+導(dǎo)電劑(乙炔黑)+增稠劑(CMC)+粘結(jié)劑(SBR)+ 集流體(銅箔)負(fù)極

三、鋰離子電池電芯的構(gòu)造

    電芯的正極是LiCoO2加導(dǎo)電劑和粘合劑,涂在鋁箔上形成正極板,負(fù)極是層狀石墨加導(dǎo)電劑及粘合劑涂在銅箔基帶上,目前比較*負(fù)極層狀石墨顆粒已采用納米碳。

    根據(jù)上述的反應(yīng)機(jī)理,正極采用LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O2,其中LiCoO2本是一種層結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定的晶型,但當(dāng)從LiCoO2拿走XLi后,其結(jié)構(gòu)可能發(fā)生變化,但是否發(fā)生變化取決于X的大小。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)X>0.5時(shí)Li1-XCoO2的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為極其不穩(wěn)定,會(huì)發(fā)生晶型癱塌,其外部表現(xiàn)為電芯的壓倒終結(jié)。所以電芯在使用過(guò)程中應(yīng)通過(guò)限制充電電壓來(lái)控制Li1-XCoO2中的X值,一般充電電壓不大于4.2V那么X小于0.5 ,這時(shí)Li1-XCoO2的晶型仍是穩(wěn)定的。負(fù)極C6其本身有自己的特點(diǎn),當(dāng)*次化成后,正極LiCoO2中的Li被充到負(fù)極C6中,當(dāng)放電時(shí)Li回到正極LiCoO2中,但化成之后必須有一部分Li留在負(fù)極C6中,心以保證下次充放電Li的正常嵌入,否則電芯的壓倒很短,為了保證有一部分Li留在負(fù)極C6中,一般通過(guò)限制放電下限電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。所以鋰電芯的安全充電上限電壓≤4.2V,放電下限電壓≥2.5V。

四、鋰離子電池的工作原理

    鋰離子電池內(nèi)部成螺旋型結(jié)構(gòu),正極與負(fù)極之間由一層具有許多細(xì)微小孔的薄膜紙隔開(kāi)。鋰離子電芯是一種新型的電池能源,它不含金屬鋰,在充放電過(guò)程中,只有鋰離子在正負(fù)極間往來(lái)運(yùn)動(dòng),電極和電解質(zhì)不參與反應(yīng)。鋰離子電芯的能量容量密度可以達(dá)到300Wh/L,重量容量密度可以達(dá)到125Wh/L。鋰離子電芯的反應(yīng)機(jī)理是隨著充放電的進(jìn)行,鋰離子在正負(fù)極之間嵌入脫出,往返穿梭電芯內(nèi)部而沒(méi)有金屬鋰的存在,因此鋰離子電芯更加安全穩(wěn)定。鋰離子電池的正極采用鈷酸鋰,正極集流體是鋁箔;負(fù)極采用碳,負(fù)極集流體是銅箔,鋰離子電池的電解液是溶解了LiPF6的有機(jī)體。  

    鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰,負(fù)極是碳。當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí),電池的正極上有鋰離子生成,生茶鞥的鋰離子經(jīng)過(guò)電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈現(xiàn)層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,到達(dá)負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。同樣道理,黨對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)(即使用電池的過(guò)程),嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出,有運(yùn)動(dòng)回到正極?;氐秸龢O的鋰離子越多,放電容量越高。通常所說(shuō)的電池容量指的就是放電容量。鋰離子電池蓋帽上有防爆孔,在內(nèi)部壓力過(guò)大的情況下,防爆孔會(huì)自動(dòng)打開(kāi)泄壓,以防止出現(xiàn)爆炸的現(xiàn)象。

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